高炉煤气放散阀的性能优劣，将直接影响到高炉炉内压力及冶炼水平。因此，高炉操作需要煤气放散阀操作稳定可靠，在高风温、高压力的条件下，保持良好的密封性能。这就对煤气放散阀提出了更高的要求：一是在结构上要求其性能良好、开关灵活；二是在密封上，要求良好的密封性能。
而要获得良好的密封性能，应从两个方面着手：一是阀盖与阀座具有良好的对中性，减小在高温工作时产生的变形；二是选用性能良好的密封结构和密封材料。因为煤气放散阀是在高风温、高压力和高粉尘的环境下工作，密封性能的好坏将直接影响阀的使用寿命。阀受到破坏的原因往往是由于密封方式不好，阀盖漏泄，炉灰随着气流冲刷缝隙，致使阀盖工作面迅速吹损，以致不能正常工作，会直接影响高炉生产。
一、煤气放散阀的几种密封形式
常见的煤气放散阀有垂直开启式、外开式、内开式等多种。垂直开启式炉顶煤气放散阀是最常见的形式。在开启时，它的阀盖不易受煤气流的冲刷，目前冶金企业采用的煤气放散阀大多是由阀盖、阀座、阀体、杠杆及配重砣等组成（图1）。放散煤气时，通过卷扬（或液压）装置驱动杠杆，将阀盖打开。由于阀盖的对中会受到高温辐射的影响，密封处易受煤气灰的冲刷，造成磨损和破坏，因此在设计中尤其要重视密封的方式，保证良好的密封性能。
常见的煤气放散阀的密封形式：
（1）刚性金属密封（图2）
即是在阀盖与阀体接触面上堆焊硬质合金层。虽然堆焊硬质合金硬度高，耐磨性能好，但是堆焊在高温下进行，加工困难，且当阀盖与阀体之间出现缝隙，带有压力的含尘煤气由缝隙高速通过，致使缝隙越来越大，密封口损坏时，修补困难。
（2）软硬两道密封（图3）
即是在阀盖与阀体接触面上，堆焊硬质合金层的同时，还在水平结合面上安设石棉填料层或硅橡胶圈的平面密封。此种密封较单纯硬密封效果好些，但结构较复杂，加工相对困难。
图1 垂直开启式放散阀简图
1.阀盖2.硬密封
图2 刚性金属密封结构炉顶煤气放散阀
1.阀盖2.硬密封3.软密封
图3 软硬两道密封结构炉顶煤气放散阀
3）软密封
二、密封形式的改进
针对以上问题，为了能保证良好的密封性能，现采用硅橡胶球面软密封（图4），即是在阀盖与阀体接触面上，采用球面软密封（图5）。此种球面密封变形大，可承受炉压大，最高能承受0.3MPa以上炉顶煤气工作压力。
1.阀盖2.球面软密封
图4 球面软密封结构炉顶煤气放散阀
图5 球面软密封结构
密封设计时，对密封圈的设计应保持以下条件：
式中：
qMF— 保证密封所需的比压，即密封比压，Pa；
Q — 接触面的单位压力；N
[q]— 橡胶密封面的许用比压，常温时一般为50×10-6 Pa，硅橡胶在250℃温度的条件下不超过30×10-6 Pa。
接触面的单位压力计算：
式中：
D2—密封接触面受力部分外径，mm；
D1—密封接触面受力部分外径，mm；
P —密封面所受的工作压力，N。
P1—有平衡重的密封阀，由平衡重作用在密封面上的压力，N；
△p—密封阀上下面的压力差，最大可按炉顶煤气压力计算，即按煤气的工作压力，Pa。
密封比压的计算，可按一般公式考虑：
式中：
p—炉顶煤气工作压力，Pa；
bM—密封圈接触受力面宽度，mm；
bC—密封圈标准式样宽度，mm，取bC=1mm
K1—当温度超过100℃时，密封比压增加系数，取1.4；
K2—密封材料经常与氮气介质接触，密封比压应增大的系数，取1.8。
在上述关系中，当单位压力q值大于许用比压[q]时，橡胶使用寿命将会降低或使橡胶老化。当密封比压qMF值大于单位压力q值时，说明保证密封所需要的单位压力大，而外部对密封面所施加的单位压力小，以致达不到两个接触面之间所需的贴紧力。根据以上公式，球面密封圈单位压力大于密封比压，符合密封设计的条件。
三、结论
随着高炉炉压的不断增高，这种改进后的球面密封使煤气放散阀在高炉压下操作稳定可靠，同时使用寿命延长。在满足高炉炼铁工艺的基础上，为企业提高了经济效益。
